系统建模与仿真技术在升降车液压系统中的应用现状??    南沙升降车出租,  南沙升降车,  升降车出租     （1）通过对液压相关知识的理解，建立的物理网络模型或是数学模型，在调试参数，得到的仿真结果之后，与实验结果对比，以获悉模型的准确程度，并以此为基础，改进并拓展类似模块或整体模型。（2）通过建立数学模型和仿真实验，建立良好的人机交互界面，对于调试参数，有更直观的描述，将大大降低系统开发时间，提高研发效率。（3）系统模型在仿真结果出现后，分析仿真数据并总结影响系统动态特性的相关参数，经过对比，确定最优控制方案，提供最佳的数据，以适配到实际的系统中。

     系统建模与仿真的发展迅速，大量仿真软件被广泛应用于液压技术领域的研究中。在举升系统研究领域中，举升系统在某些场合也可以称作起竖系统。张强[8]等以某装置起竖系统为背景，采用节点平衡法建立举升系统模型，并在Matlab/Simulink中搭建了模型，运行仿真得到了多级缸伸出的位移及力矩的变化，其过程出现了换级时振动的现象；以起竖系统的液压回路为研究对象，从降低功耗的角度出发，通过负载敏感技术，设计了负载敏感起竖回路和自控旁通分流回路，对液压系统进行了试验，结果表明该设计很好地控制了回油箱的高背压，提高了速度，降低了起竖及回收过程的时间。 以起竖系统为研究对象，分别利用Simhydraulics工具箱和AMESim软件建立了功能相似的二级缸模型，进行仿真分析，并通过推导多级缸数学模型，将PID算法作相应的改进，仿真结果表现了较好的鲁棒性；通过Simulink仿真，设计了启动、换级、停止时的流量控制策略，有效地降低了起竖系统换级过程的振动；基于轨迹规划的概念，通过分级规划，对起竖系统中多级缸的每一级进行轨迹规划，并在满足压力，流量和负载力约束的情况下，来减小液压冲击，优化举升时间，仿真结果表明起竖过程平稳性加强，起竖时间也进一步缩短；运用多刚体系统动力学，建立举升系统的动力学方程和约束方程，对多级缸伸出换级过程中的碰撞进行直观的描述；从控制的角度，单神经元智能PID控制、模糊控制、bang-bang控制等方法被用来研究多级液压缸变负载的相关问题，使得举升回平过程中的快速性和平稳性能得到了一定程度上的改善。为使仿真尽可能还原现实的环境，研究者经常会通过多个软件联合仿真，用以更准确地模拟现实环境。 以导弹起竖机构为研究对象，从起竖系统的整体机构设计，方案的优化，借助AMESim和ADAMS联合仿真，对起竖系统的动态特性方面进行研究，通过以上研究，使设计的起竖机构既有较短的时间，又具有较小的起竖负载，对于快速起竖机构的平稳性有较好的改善，并达到了预期的目的，其对于指导举升系统的设计和优化有一定的意义。 以ADAMS为和MSCEASY5为仿真工具，以双缸同步起竖系统为研究对象，对于模型较为复杂的多级液压缸进行了建模，并经过多次调试，得到了较为理想的仿真结果，为起竖系统的改进和工程选型提供了建议。周大星[20]等对倾斜状态的起竖系统进行研究，通过AMESim软件建模，重点分析了起竖过程中载荷的变化，对与载荷有关的物理量获得了直观的认识，对起竖系统出现的故障提供了理论支持。 以某型的举升系统装置为研究对象，通过运动学分析，推导得到举升过程中油缸推力和举升角度关系，在UG软件中创建了其简化模型，然后将UG模型导入到ADAMS中，以获得举升系统的动力学仿真结果，经过比较，确定了最优的驱动方式； 研发了一种举升系统举升过程仿真界面，这种仿真界面能在不同的起竖运动中，通过调制不同的导航参数，实现对应的仿真模式，在各种参数确定之后，进行实时仿真并求解结果，借助软件友好的人机交互界面，操作人员可通过计算机进行实时监控，并了解不同起竖过程的解算精度。举升系统中的关键部件，如多级缸，平衡阀，对于举升系统的性能也有很大的影响，其建模过程及正确性同样对仿真结果有直接关系。其中多级缸从最初的逐级伸出，发展到多缸同步伸出，最具有代表性的是美国和日本在载人电梯中使用多级同步伸缩液压缸，通过电液比例技术和反馈信号，在流量控制方面，取得了较多的成果。多级缸的优势在于其可发挥大行程，大推力的特点，满足起重机对于大负载，大流量的要求。 以多级缸为研究对象，通过阐述多级缸运动规律和多级缸伸出过程的受力情况，推导了多级缸伸出的必要条件，根据AMESim分别搭建了从一级缸到四级缸的仿真模型，结果表明该举升系统模型较为准确，并反映了多级缸的伸出规律。平衡阀在举升系统的作用是通过阀体机构式管道，来使阀前阀后的压力和流量保持一致，实现系统平衡的状态，同时具有锁死功能，有效地控制回平速度，防止失控。 在深入了解各种平衡阀工作原理后，以AMESim和Fluent为仿真工具，同时应用理论分析和数值模拟的方法，对以上两种类型的平衡阀进行动态分析比较和内部流场计算，实验结果为平衡阀的阀口设计提供了理论依据。

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      模式识别技术发源于数学研究中，上世纪50年代末，由F.罗森布拉特提出了一种感知器，其数学模型是对人脑识别功能的模拟，随着60年代计算机的不断兴起，模式识别越来越多地应用到人工智能领域，通过模仿人类器官的功能，利用计算机强大的计算能力，对客观世界的物体进行快速地辨识和分类。经过多年的发展，现代模式识别理论已在经济，军事，医疗等方面取得许多研究成果和成功的案例，如语音文字识别，仿生机械，数据分析，药物品质分类和遥感技术等，而模式识别同样也涉及其他更多的研究领域和方向，其在自动控制理论，人工智能方面也有着重要的影响。模式识别在机械工程领域中不仅可应用于产品的故障诊断，而且常用来做产品的优化设计，以某机械产品为研究对象，先对机械产品不同复杂程度的特征进行分类，然后提取这些特征，应用模式识别技术，根据其不同的特征，对相关属性进行识别，并剔除一些特征属性，其研究使机械产品的复杂程度得到优化，计算难度得以降低。 以水泥泵车为研究对象，经过对泵车臂厚的特征提取，应用模式识别技术，对相关非线性进行筛选，然后求解一阶固有频率和泵车臂厚的预测模型，该模型可用来对臂架的结构参数进行优化，从而避免臂架出现共振现象，该研究对臂架的优化设计有一定的现实意义。 通过分析金属断裂件断口的特征，形貌，性状等问题，提取断口的图像特征，并将相关图像处理成机器可以判读的数据，通过BP神经网络模式识别的方法，对样本中解理、韧窝、疲劳三种类别进行学习，将得到训练结果用于对其他样本的预测，该分析过程可用来分析金属断口的失效形式和进一步指导优化设计的方向。可见模式识别在机械工程领域有很多发展潜力，随着时代的进步，模式识别技术将更多应用于机械产品的优化设计中，改善机械产品的性能。

      内容本文以举升系统为研究对象，求解推导举升系统液压平衡回路的数学模型，利用AMESim软件对举升系统进行搭建，探讨举升系统运动规划和优化举升系统性能，主要内容如下：1）根据举升系统原理图，介绍举升系统工作原理和运动过程，对简化后的举升系统液压平衡回路进行数学建模，重点分析关键设计参数对举升系统性能的影响。2）以AMESim软件为仿真工具，利用平面机械库搭建负载模型和HCD库搭建举升缸、平衡阀和油源模型，并进一步完善举升系统整体模型，通过调试参数，对举升系统AMESim模型进行仿真，探讨分析仿真结果，并针对平衡阀阻尼孔直径的变化，设置实验数据组进行仿真，以了解其对举升性能的影响。3）结合运动学分析，得到举升角度变化与举升缸位移以及负载力之间的关系，通过Matlab得到负载力变化曲线，然后采用不同的方案来实现举升回平运动规划，并通过比较，来确定较为合理的方案。4）在深入了解举升系统工作过程和动态性能后，针对举升过程中快速性和平稳性的问题，提出基于模式识别技术，对举升系统性能进行优化，然后提取举升系统平衡阀阻尼孔直径，回平时间和加速度标准差等相关特征量，利用遗传算法对特征变量进行变量扩维-筛选。通过筛选出的变量，以原始数据为依据，应用多元线性回归的方法进一步求解回平时间和加速度标准差的预测模型，并通过Matlab优化函数对预测模型进行多目标优化。

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